500 kV變壓器冷卻器空氣開(kāi)關(guān)跳閘原因及對(duì)策

0 引言

蘭溪電廠#1、#2、#3機(jī)組主變冷卻器各配置了4組冷卻通道，每組冷卻通道配備2臺(tái)風(fēng)扇和1臺(tái)潛油泵，每臺(tái)變壓器分相配置1個(gè)冷卻器控制箱用于控制冷卻器風(fēng)扇和循環(huán)油泵?？刂葡涔╇婋娫礊閮陕方涣?80 V，一路工作，一路備用，均配有過(guò)流保護(hù)。為確保電源正常，每月需做一次切換試驗(yàn)，模擬工作電源故障時(shí)故障報(bào)警及備用電源的自動(dòng)投入。此外，每組冷卻器配有一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)用于電機(jī)的短路保護(hù)。備用冷卻器的定期檢查的程序?yàn)樵贓CS上將主變各備用冷卻器及輔助冷卻器試投一遍，檢查有無(wú)報(bào)警及不能工作的情況，再將每相主變的#1、#2組冷卻器投入1組運(yùn)行，#3、#4組投入1組運(yùn)行，剩下的分別投輔助及備用，以避免工作的冷卻器因電源等原因跳閘時(shí)造成冷卻器全停。

1 故障現(xiàn)象

2021年9月9日，蘭溪電廠#3機(jī)組主變C相#4冷卻空氣開(kāi)關(guān)跳閘，主變冷卻器發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。就地檢查發(fā)現(xiàn)是冷卻器控制箱電源空氣開(kāi)關(guān)跳閘，造成主冷卻器冷卻能力下降。此時(shí)正處迎峰度夏期間，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度及主變油溫都較高，3組冷卻器處于運(yùn)行狀態(tài)。利用測(cè)溫儀測(cè)得跳閘空氣開(kāi)關(guān)表面溫度高達(dá)70℃以上，柜內(nèi)溫度50℃。打開(kāi)柜門進(jìn)行初步散熱后，柜內(nèi)溫度降到39℃，空氣開(kāi)關(guān)表面溫度降到55℃。

1.研究視角需進(jìn)一步多元化、專業(yè)化。目前的研究視角相對(duì)狹窄，大多從歷史學(xué)、社會(huì)學(xué)角度出發(fā)，跨學(xué)科研究較少；研究方法較單一，重理論輕實(shí)踐，重定性少定量；比較研究、實(shí)證研究及創(chuàng)新性研究較少。因此，還需進(jìn)一步開(kāi)闊研究視角和研究思路，如可從哲學(xué)、生態(tài)學(xué)、政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等學(xué)科視角出發(fā)對(duì)黨的生態(tài)文明思想進(jìn)行研究；研究視角既需多元化，同時(shí)也需專業(yè)化。專家學(xué)者需根據(jù)自身的研究方向和擅長(zhǎng)的研究方法，對(duì)黨的生態(tài)文明思想進(jìn)行細(xì)致而深入的研究，并做到理論聯(lián)系實(shí)際，避免泛泛而談，言之無(wú)物。

2 主變冷卻器控制原理

主變冷卻器控制回路圖如圖1所示。夏季時(shí)會(huì)有3組運(yùn)行：處于工作位置的2組承擔(dān)運(yùn)行任務(wù)；處于輔助位置的，其啟停由主變油溫及負(fù)荷電流決定；剩下的1組備用。4組冷卻器不得同時(shí)運(yùn)行，以防冷卻器全停導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作。變壓器油循環(huán)由潛油泵實(shí)現(xiàn)，變壓器油冷卻由風(fēng)扇完成。

3 故障原因分析

本文從以下幾方面對(duì)故障原因進(jìn)行了分析：

1)負(fù)荷方面

校外交流，也是校本教研的重要內(nèi)容。建立校際之間的廣泛合作、相互交流、共同支持的工作機(jī)制，建立跨組、跨學(xué)科、跨學(xué)校、跨地區(qū)教學(xué)研究的交流與合作機(jī)制，采用“走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的辦法，邀請(qǐng)名師、教育專家、學(xué)者來(lái)校講學(xué)，傳經(jīng)送寶，爭(zhēng)取他們的專業(yè)指導(dǎo)和支持。這有利于我們學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和做法，有利于拓展教師思路，開(kāi)闊視野。

但是，對(duì)于但采爾要求一下子預(yù)支3個(gè)月月俸的事情，中研院同事們很有想法。因?yàn)椋罩袊?guó)的慣例，都是次月領(lǐng)取月俸，更何況當(dāng)時(shí)中研院經(jīng)費(fèi)十分緊張，許多人還尚未領(lǐng)取應(yīng)得的月俸，但采爾卻要預(yù)領(lǐng)3個(gè)月的月俸，有點(diǎn)不通情理。蔡元培也表示：“其先權(quán)利而后義務(wù)之根性，仍與普通人歐洲人差不多，殊令弟詫異。”[11]14

該廠主變冷卻器電源開(kāi)關(guān)選用的是施耐德C65ND25三極（3P）空氣開(kāi)關(guān)，額定電流為25 A，但在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下，空氣開(kāi)關(guān)運(yùn)行電流極限值與環(huán)境溫度有關(guān)。根據(jù)施耐德IC65N系列空氣開(kāi)關(guān)溫度修正系數(shù)表，額定電流為25 A的空氣開(kāi)關(guān)在環(huán)境溫度為70℃時(shí)最大載流為19．23 A，再根據(jù)微型空氣開(kāi)關(guān)并排布置降容0．8的使用限制，在夏天箱內(nèi)溫度70℃的情況下，空氣開(kāi)關(guān)實(shí)際運(yùn)行電流允許值為I

=I

×K

=19．23×0．8=15．384 A，運(yùn)行電流與經(jīng)降容后的額定電流比為：I

/I

=17．62/15．384=1．15，大于國(guó)標(biāo)GB 10963．1規(guī)定的1．13倍不脫扣電流。

2)開(kāi)關(guān)選型

另?yè)?jù)GB 10963．1《家用及類似場(chǎng)所用過(guò)電流保護(hù)斷路器 第一部分：用于交流的斷路器》規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)的工作條件為：周圍空氣溫度上限不超過(guò)+40℃，下限不低于-5℃，且在24 h內(nèi)的平均溫度不超過(guò)+35℃

。

迎峰度夏期間運(yùn)行的1組冷卻器包含2臺(tái)風(fēng)扇和1臺(tái)潛油泵，對(duì)額定電流進(jìn)行計(jì)算，I

=I

×2+I

=13．67+3．8≈17．47 A，實(shí)際電流測(cè)量為17．62 A，稍高于額定電流，但小于空氣開(kāi)關(guān)25 A的額定電流。此外，對(duì)信號(hào)、控制、跳閘等回路進(jìn)行了絕緣檢查，均正常。

上世紀(jì)70年代河北農(nóng)村，沒(méi)有高大上的玩具，當(dāng)時(shí)的孩子們卻相當(dāng)?shù)目鞓?lè)，滾鐵環(huán)、摔片兒、彈玻璃球、斗雞……一個(gè)小村子里，卻有這么一個(gè)小P孩子，一天天把全村的碎磚頭撿到自己家的院子里，當(dāng)時(shí)貧困，稍有成型的磚塊早被主人家利用起來(lái)，能丟在街上或進(jìn)胡同里的，自是不能再用，母親嫌亂，把磚頭當(dāng)垃圾清理了，沒(méi)過(guò)幾天，又被撿了回來(lái)今天搭個(gè)雞窩明天建個(gè)房子，轉(zhuǎn)天又壘個(gè)豬圈……。后來(lái)母親也沒(méi)了脾氣，就隨之任之了。因?yàn)槠つw黑，又整天把自己整成個(gè)泥猴子，大家都叫他“黑健兒”。

故在夏季高溫工況下，空開(kāi)運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)跳閘，是高溫環(huán)境及空開(kāi)電源開(kāi)關(guān)并排安裝使開(kāi)關(guān)降容導(dǎo)致的

。

4 解決方法

總而言之，國(guó)內(nèi)人造金紅石制備過(guò)程中總體呈現(xiàn)出以下問(wèn)題：產(chǎn)品粉化嚴(yán)重；鹽酸再生回收利用困難；設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

在GB 14048．2-2008《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第2部分：斷路器標(biāo)準(zhǔn)》中，低壓交流斷路器是指在額定電壓不超過(guò)1 000 V，交流50或60 Hz的電網(wǎng)條件下，能夠接通、承載及分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流，也能在所規(guī)定的非正常電路條件（如短路）下接通、承載一段時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯囊环N機(jī)械開(kāi)關(guān)設(shè)備。按保護(hù)對(duì)象不同，低壓交流斷路器又分為配電斷路器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器，前者主要是保護(hù)電線電纜，后者主要是保護(hù)電動(dòng)機(jī)

。

電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器分兩大類：第一類，兼具過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)功能，脫扣器類型為熱磁型和電子式；第二類，只具有短路保護(hù)功能，需與為電動(dòng)機(jī)提供過(guò)載保護(hù)的熱繼電器配合使用

。

《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第12．1．5．3節(jié)關(guān)于電動(dòng)機(jī)低壓斷路器的選擇闡述如下：

2）僅作短路保護(hù)時(shí)，在另外加裝過(guò)載保護(hù)電器的情況下，宜采用只帶瞬動(dòng)脫扣器的低壓斷路器，或把長(zhǎng)延時(shí)脫扣器作為后備過(guò)電流保護(hù)。

1）當(dāng)采用斷路器作為短路保護(hù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)主回路應(yīng)采用電動(dòng)機(jī)保護(hù)用低壓斷路器。其瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的動(dòng)作電流與長(zhǎng)延時(shí)脫扣器動(dòng)作電流之比（以下簡(jiǎn)稱“瞬時(shí)過(guò)電流倍數(shù)”）宜為14倍或10～20倍可調(diào)。

由表中結(jié)果可知，冷卻時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致粉煤灰燒失量變小，其原因可能是隨著樣品和坩堝放置時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)吸收空氣中的水分從而導(dǎo)致灼燒后樣品的稱重增加，進(jìn)而使得計(jì)算的燒失量減小與實(shí)際值產(chǎn)生一定的偏差，因此樣品冷卻后應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行稱重，避免吸收水分產(chǎn)生誤差。

3）兼作電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)時(shí)，即在沒(méi)有其他過(guò)載保護(hù)電器的情況下，低壓斷路器應(yīng)裝有瞬動(dòng)脫扣器和長(zhǎng)延時(shí)脫扣器，且必須為電動(dòng)機(jī)保護(hù)型。

過(guò)電流脫扣的整定電流如下：

4）瞬時(shí)脫扣器的整定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的2～2．5倍；

5）長(zhǎng)延時(shí)脫扣器用作電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)時(shí)，其整定電流應(yīng)接近但不小于電動(dòng)機(jī)的額定電流，且在7．2倍整定電流下的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間

。

由該廠主變冷卻器控制回路圖可看出，主變冷卻器控制回路裝有熱過(guò)載繼電器，有過(guò)載保護(hù)和缺相保護(hù)作用，故主變冷卻器空氣開(kāi)關(guān)選型時(shí)不用過(guò)度強(qiáng)調(diào)其過(guò)載特性，結(jié)合施耐德同系列微型空氣開(kāi)關(guān)說(shuō)明，將空氣開(kāi)關(guān)由C65ND25更換為C65ND32。查施耐德C65N系列空氣開(kāi)關(guān)溫度修正系數(shù)表可得，在表面環(huán)境溫度為70℃時(shí)最大允許電流為24．79 A，則I降容=19．83 A，最大運(yùn)行電流與經(jīng)降容后的額定電流比為0．89，小于降容后的額定電流，滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。此外，考慮到夏季現(xiàn)場(chǎng)高溫環(huán)境，為降低溫度對(duì)空氣開(kāi)關(guān)特性的影響，在冷卻器柜門上加裝了冷卻風(fēng)扇。方案實(shí)施后，經(jīng)歷了迎峰度夏期的考驗(yàn)，主變冷卻器未再發(fā)生電源開(kāi)關(guān)跳閘故障，為主變的安全運(yùn)行提供了有力保障。

5 總結(jié)

一般空氣開(kāi)關(guān)在其本體上標(biāo)識(shí)的額定參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)條件（30℃，單臺(tái)布置）下的參數(shù)，實(shí)際選型時(shí)應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境，如溫度、數(shù)量、布置等，對(duì)最大載流值進(jìn)行修正，以避免因選型的不當(dāng)對(duì)主變的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。

［1］陸海東.變壓器冷卻器控制箱空氣開(kāi)關(guān)跳閘原因分析及處理，電工技術(shù).

［2］GB10963.1家用及類似場(chǎng)所用過(guò)電流保護(hù)斷路器第一部分:用于交流的斷路器.

［3］GB14048.2-2008低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第2部分.

［4］工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版.中國(guó)電力出版社出版，2016.

［5］文嘉，馬強(qiáng)，茍長(zhǎng)松.保護(hù)與開(kāi)關(guān)配合的案例分析.電工技術(shù).

［6］同［5］.

［7］鮑國(guó)棟.電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器選擇探討.現(xiàn)代建筑電氣.